Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)教材中的“描繪小燈泡的伏安特性曲線”和“測定電源電動勢和內(nèi)阻”兩實(shí)驗(yàn)的原理，設(shè)計(jì)了能同時達(dá)成兩實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膶?shí)驗(yàn)方案。小組成員從實(shí)驗(yàn)室找到了下列實(shí)驗(yàn)器材：

A．待測小燈泡（額定電壓1.5V，額定功率約為1.5W）；

B．待測電源E（電動勢約為6V，內(nèi)阻r很小）；

C．直流電流表A（量程為0 ~ 1A，內(nèi)阻RA約為0.02Ω）；

D．直流電壓表（量程為0 ~ 2V，內(nèi)阻約為3kΩ）；

E．直流電壓表（量程為0 ~ 4.5V，內(nèi)阻約為30kΩ）；

F．滑動變阻器，最大阻值為15Ω，額定電流2A；

G．滑動變阻器，最大阻值為2Ω，額定電流1A；

H．定值電阻，阻值為5Ω；

I．定值電阻，阻值為50Ω；

J．單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干。

（1）該實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶⑻摼�框內(nèi)的電路連接完整____，實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于______端（填“a”或“b”）。

（2）為方便控制電路并達(dá)到測量目的，滑動變阻器應(yīng)選擇_______；為保護(hù)電路，并使測量電表最大讀數(shù)均能達(dá)到半偏以上，保護(hù)電阻應(yīng)選用定值電阻中的______（均填寫器材前的字母序號）。

（3）改變滑動變阻器滑片位置得到多組電流和對應(yīng)電壓的數(shù)值，并將其描繪成圖乙所示的U - I圖線，根據(jù)圖線中的數(shù)據(jù)可知電源電動勢E為_______V，內(nèi)阻r為_______Ω，小燈泡的額定功率為_______W。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】 a F H 6.0 ~ 6.2 0.30 ~ 0.50 1.2 ~ 1.4

【解析】（1）因?yàn)橐�同時滿足兩個實(shí)驗(yàn)的測量要求，并且由圖乙可知流過燈泡的電流沒有從零開始變化，故滑動變阻器應(yīng)采用限流式接法，補(bǔ)充完整的電路圖如下圖所示：

為保證電路安全，在實(shí)驗(yàn)前滑動變阻器的有效阻值應(yīng)最大，故在實(shí)驗(yàn)開始前應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于a端；（2）因滑動變阻器應(yīng)采用限流式接法，故要選擇電阻最大值大一點(diǎn)的滑動變阻器，故選F；因電源電動勢較小，為保證測量電表最大讀數(shù)均能達(dá)到半偏以上，故保護(hù)電阻應(yīng)選阻值小的，故選H；（3）乙圖中傾斜的直線為電源的伏安特性曲線，其方程為，取（0.3A，4.5V）和（0.85A，1.5V）兩點(diǎn)代入方程得： ， ，聯(lián)立解得： ， ；乙圖中的曲線為燈泡的伏安特性曲線，當(dāng)其與電源的伏安特性曲線相交時，橫坐標(biāo)表示此時電路中的電流為I=0.85A，縱坐標(biāo)表示此時燈泡兩端的電壓為U=1.5V，則此時小燈泡的額定功率為.